Основы сварочного дела

Виды наплавочных работ

Наплавкой называется процесс на­несения с помощью сварки на по­верхность детали слоя металла для восстановления ее первоначальных размеров (при износе после эксплуа­тации) либо для придания этой поверхности специальных свойств (из­носостойкости, антикоррозионности, антифрикционности и др.).

Для получения заданных свойств наплавленного слоя применяют ле­гирование присадочным металлом в процессе наплавки или чаще всего используют специальные наплавочные электроды. Применяют следующие ви­ды наплавки.

Ручная дуговая наплавка выпол­няется покрытым плавящимся или не­плавящимся электродом. Плавящиеся наплавочные электроды применяются в соответствии с назначением каждого типа и марки. Неплавящиеся электро­ды применяют при наплавке на поверх­ность детали порошковых смесей. При­меняются электроды из литых твердых сплавов и в виде трубки, запол­ненной легирующей порошкообразной смесью. Ручная наплавка малопроиз­водительна и трудоемка, поэтому применяется при наплавке деталей сложной конфигурации.

Автоматическая и полуавтомати­ческая наплавка под флюсом про­изводится проволокой сплошного се­чения, ленточным электродом или порошковой проволокой. Легирование наплавляемого слоя осуществляют через электродную проволоку, ле­гированный флюс (при проволоке из низкоуглеродистой стали) или сов­местно через проволоку и флюс. Иногда в зону дуги вводят ле­гирующие вещества в виде пасты или порошка.

Наплавка плавящимся или не­плавящимся электродом в защитном газе (чаще всего в аргоне или угле­кислом газе). Плавящуюся наплавоч­ную проволоку выбирают, исходя из необходимости получить наплавлен­ный слой с соответствующими свойст­вами. В качестве неплавящегося элек­трода используют стержни из воль­фрама.

Плазменная наплавка осущест­вляется плазменной струей пря­мого действия с подачей в струю наплавочной проволоки, токоведущей присадочной проволоки или присадоч­ного порошка.

Вибродуговая наплавка выпол­няется автоматической головкой, обес­печивающей вибрацию и подачу электродной проволоки в зону дуги. При вибрации электрода происходит чередование короткого замыкания сварочной цепи и разрыва цепи (паузы). В зону наплавки подается охлаждающая жидкость. Она защи­щает наплавленный металл от воз­действия воздуха и, охлаждая деталь, способствует уменьшению зоны терми­ческого влияния, снижению сварочных деформаций и повышению твердости наплавляемого слоя. В качестве охлаждающей жидкости применяют водные растворы солей, например кальцинированной соды, содержащие ионизирующие вещества, облегча­ющие возбуждение дуги после паузы. Способ нашел большое применение для наплавки на изношенные повер­хности деталей слоя небольшой тол­щины (до 1 мм).

Электрошлаковая наплавка ха­рактеризуется высокой производи­тельностью. Способ позволяет полу­чать наплавленный слой любого заданного состава на плоских по­верхностях и на поверхностях вращения (наружных и внутренних). Наплавка выполняется за один проход незави­симо от толщины наплавляемого слоя.

Газовая наплавка имеет ограни­ченное применение, так как при этом возникают большие остаточные напря­жения и деформации в наплавляемых деталях. Для наплавки применяются литые твердые сплавы.

Для ручной дуговой наплавки при­меняют электроды, предусмотренные ГОСТ 10051-75. Электроды обозна­чаются буквой Э и затем указывается примерный химический состав стерж­ня электрода. Например, электрод Э-35Г6 содержит 0,35% углерода и ~ 6% марганца. Полное условное обо­значение электрода, указываемое на этикетке, содержит основные данные, определяющие его применение. Напри­мер,

Э - 12Г4-ОЗН-350У--5.0- НД1 Е—350/37—і-Б40 ГОСТ 9466—75, ГОСТ 10051 — 75 означает: электрод типа Э-12Г4 по ГОСТ 10051—75, марки ОЗН-350У диаметром 5,0 мм для наплавки (Н), с толстым покрытием (Д), 1-й группы по качеству, обеспечивает твердость наплавленного слоя

350/37 (по Виккерсу /по Роквеллу) без последующей обработки (1). Электрод имеет основное покрытие (Б) для наплавки в нижнем положении (4) на постоянном токе обратной полярности (0). В тех­нической документации указывается только марка электрода, диаметр стержня, группа по качеству и ГОСТ 9466-75. Напцимец, ОЗН - 350У — 5,0 — 1 ГОСІ 9466 — 75. Большое применение получили напла­вочные электроды марки ОЗН-250У, ОЗН-ЗООУ, ОЗН-350У и ОЗН-400У (типы соответственно Э-10Г2, Э-11ГЗ, Э-12Г4 и Э-15Г5), обеспечивающие получение наплавленного слоя твер­достью HRC 20...44. Они применяются при восстановлении быстроизнашива - ющихся поверхностей деталей из угле­родистых и низколегированных сталей, подвергающихся ударным нагрузкам.

Для наплавки деталей экскавато­ров, землеройных машин, работающих при ударных нагрузках, применяют электроды марки 12АН/ЛИВТ типа Э - 95Х7Г5С, даюшие наплавляемый слой твердостью до HRC 32. Наплавку по­верхностей стальных и чугунных де­талей, подверженных абразивному износу без ударной нагрузки, произво­дят электродами марки Т-590 типа Э-320Х25С2ГР. Детали, работающие в условиях сильного износа и при ударных нагрузках, рекомендуется наплавлять электродами марки Т-620 тина Э-320Х23С2ГТР диаметром

4.. .5 мм.

При наплавке угольным электро­дом используют порошковые смеси следующего состава 1в %):

Эти же смеси применяют для заполнения трубчатых электродов. При различных способах автоматиче­ской и полуавтоматической наплавки применяют наплавочную проволоку, изготовляемую по ГОСТ 10543—82. Наплавочная проволока маркируется буквами Нп и цифрами и буквами, характеризующими ее химический со­став; подбирается в зависимости от объекта наплавки и требуемой твер­дости наплавляемого слоя. Марки углеродистой наплавочной проволоки в зависимости от содержания углерода дают слой твердостью от НВ 160 (Нп-25) до НВ 340 (Нп-85). Про­волока легированная и высоколегиро­ванная позволяет получать слой твердостью от НВ 180 (Нп-40Г) до HRC 52 (Нп-40Х13). Обычно наплавку производят под флюсом. Применяют­ся флюсы, предусмотренные по ГОСТ 9087—81. Допускается произ­водить наплавку рабочих поверхно­стей деталей строительных машин электродной проволокой Св-08 под легирующим флюсом. Применяют ке­рамические флюсы серии КС, содер­жащие мрамор (40...44%), плавико­вый шпат (6...10%), диоксид титана (до 6%), феррохром (до 25%), ферротитан (до 14%), кварцевый пе­сок (до 5%) и графит (0,5... 1,0%). Кроме того, автоматическую и полуавтоматическую наплавку про­изводят наплавочной порошковой про­волокой или лентой под слоем флюса АН-348-А, АН-20 (С, СП и П), АН-22, АН-60 и др. Порошковая проволока, как и лента, представляет собой стальную оболочку, наполнен­ную запрессованной в ней шихтой, содержащей элементы, легирующие наплавляемый слой. Для наплавки де­талей машин из углеродистой стали под флюсом АН-348-А применяют порошковую проволоку марок ПЛ­АН-120, ПП-АН-121 (твердость слоя НВ 300...350) или ПП-АН-122 (HRC 50...56), для наплавки высо­комарганцовистых сталей применяют проволоку ПП-АН-105 (HRC 20...25), для наплавки высокохромистых ста­лей рекомендуют порошковую прово­локу марок ПП-АН-170 и ПП-АН-171. Порошковые ленты марок ПЛ-АН-101, ПЛ-АН-102 и ПЛ-АН-112 применяют для наплавки под флюсом и открытой дугой. Твердость слоя достигает HRC 56.